拱形的原理 好点

因为拱形桥拥有多样优点，且经过时间的考验，证明拱形设计的长处值得信任。以笔者对桥梁的认知，拱形桥有四大有点，第一，缓冲能力强；第二，适应范围广；第三，建造成本低；第四，发展前景高。

第一，缓冲能力强；对比平桥，拱桥的缓冲能力要强得多。众所众知，当曲面面对冲击力时，可以分散冲击力，不至于让冲击力集中在一点，继而减少冲击力对曲面的损伤。拱桥通过其设计让桥面呈现曲面状，当桥面受到冲击以及承重之时，就可以将力道分散到拱圈以及桥基之上，避免发生因为冲击以及过载而导致桥面坍塌，造成伤亡。这样的安全性，较之平桥要好的多。

第二，适应范围广；拱桥的设计结构多变，能够适应不同的地理环境，例如拱桥就有板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱等等，多种多样的设计方案。这就让拱桥的适应范围，得到了极大的扩张。甚至可以根据建桥之地的情况，可以对设计适当予以调整。在需要防范洪水等灾害情况的地域，拱桥也能很好的适应，拱桥孔洞可以分散水流减少冲击，甚至可以直接设计成大跨度的单孔拱桥。

第三，建造成本低；拱桥历经长时间的考验，其设计基本都已成熟。而且在建造之时，所需要做的事便是打好地基，设计好拱形架构即可。例如像是无铰拱这类现代桥梁的结构，主体是依托于桥基而建造，无需那么复杂的设计。所以在建造之时，拱桥的建造成本相对较低，而且建造方式也来的更简单一点。

第四，发展前景高；古人积累而来的拱桥建造经验，是一笔宝贵的财富。这些经验加上现代技术的发展，可以让拱桥的应用再次变得广泛。中国古代拱桥虽然会被现代拱桥替代，但是它仍旧是拱桥。甚至随着技术的进步，原本的拱桥设计也会新的光芒，促进更多新式拱桥的诞生。

拱桥（archbridge）指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。拱桥在容器内的粉料层中如果形成能承受上方粉料的压力而不将此压力传递给下方的面，此面即称为拱桥。拱桥是向上凸起的曲面，其最大主应力沿拱桥曲面作用，沿拱桥垂直方向的最小主应力为零。在重力作用下进行的粉料流出过程中可能反复出现拱桥的形成和崩解过程，此种拱桥称为动拱桥。最早出现的拱桥是石拱桥，借着类似梯形石头的小单位，将桥本身的重量和加诸其上的载重，水平传递到两端的桥墩。各个小单位互相推挤时，同时也增加了桥体本身的强度。近现代的拱桥则更多的使用混凝土或钢材建造。中国的拱桥始建于东汉中后期，已有一千八百余年的历史。它是由伸臂木石梁桥、撑架桥等逐步发展而成的。在形成和发展过程的外形都是曲的，所以古时常称为曲桥。在古文献中，还用“囷”、“窌”、“窦”、“瓮”等字来表示拱。拱桥。造型优美，曲线圆润，富有动态感。单拱的如北京颐和园玉带桥，拱券呈抛物线形，桥身用汉白玉，桥形如垂虹卧波。多孔拱桥适于跨度较大的宽广水面，常见的多为三、五、七孔，著名的颐和园十七孔桥，长约150米，宽约6.6米，连接南湖岛，丰富了昆明湖的层次，成为万寿山的对景。河北赵州桥的“敞肩拱”是中国首创，在园林中仿此形式的很多，如苏州东园中的一座。拱桥特点我国建造拱桥的历史要比以造拱桥著称的古罗马晚好几百年，但我国的拱桥却独具一格。形式之多，造型之美，世界少有。有驼峰突起的陡拱，有宛如皎月的坦拱，有玉带浮水的平坦的纤道多孔拱桥，也有长虹卧波、形成自然纵坡的长拱桥。拱肩上有敞开的（如大拱上加小拱，现称空腹拱）和不敞开的（现称实腹拱）。拱形有半圆、多边形、圆弧、椭圆、抛物线、蛋形、马蹄形和尖拱形，可说应有尽有。孔数上有单孔与多孔，多孔以奇数为多，偶数较少，多孔拱桥，如果当某孔主拱受荷时，能通过桥墩的变形或拱上结构的作用将荷载由近及远的传递到其它孔主拱上去，这样的拱桥称为连续拱桥，简称连拱；江浙水乡的三、五、七、九孔石拱桥，一般是中孔最大，两边孔径依次按比例递减，桥墩狭薄轻巧，具有划一格局，令人钦佩。由于桥孔搭配适宜，全桥协调匀称，自然落坡既便于行人上下，又利于各类船只的航运。杭州市城北的拱辰桥是三孔的一例，建于明崇祯四年（1631年）。有的桥孔多达数十孔，甚至超过百孔，如1979年发现的徐州景国桥，就有104孔，估计它是明清桥梁。多跨拱桥又有连续拱和固端拱，固端拱采用厚大桥墩，在华北、西南、华中、华东等地都可见到，连续拱只见于江南水乡。按建拱的材料分有石拱、木拱、砖拱、竹拱和砖石混合拱。以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。拱桥可用砖、石、混凝土等抗压性能良好的材料建造大跨度拱桥则用钢筋混凝土或钢材建造,以承受发生的力矩。按拱圈的静力体系分为无铰拱、双铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台,结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济，结构简单,施工方便,是普遍采用的形式，但修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承,结构虽不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响,在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用双铰拱桥。三铰拱则是在双铰拱的拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,拱顶铰的构造和维护也较复杂,一般不宜作主拱圈。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。拱桥为桥梁基本体系之一,一直是大跨径桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久,20世纪得到迅速发展,50年代以前达到全盛时期。古今中外名桥(如赵州桥、卢沟桥、悉尼港桥、克尔克桥等)遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位,适用于大、中、小跨径的公路桥和铁路桥,更因其造型优美,常用于城市及风景区的桥梁建筑。

合理拱轴线是一种理想用于桥梁的拱轴线因为桥梁结构设置的不均匀性，很难做到合理但是在设计中可以考虑优化，即尽量减少混凝土的拉应力。当桥梁跨径定了，桥下净空定了，选择什么样的拱轴线设计，我们一般通过判断，然后试算。桥梁的拱矢度一般1/6-1/8比较美观选择悬链线时，有个m值选择，m就是决定曲线的弯曲程度。改变m值，就可以调整供截面的应力分布。

我们常见的石拱桥的最大的特点就是经得起重压，在一定程度的重压之下，它会变得更加坚固。我国隋朝石匠李春设计监造的赵州桥(在今河北赵县城南洨河上)，全长50.82米，一个桥孔，跨度达37.37米，至今已经1300多年了，仍然完好无损，照常通行。

20世纪70年代，有人模仿鸡蛋设计了一种特殊的抗震房屋：外壳是用钢铁制造的，“蛋白”用耐高温玻璃，石棉等制造，人则住在相当于“蛋黄”的部分。这种房屋能抵抗强烈地震，即使震翻了，也能自动复原，很难将它压坏。屋内储有氧气，水和食物，在与外界完全隔绝的情况下，7个人也能在里面生活1个星期。

造个“乌龟壳”来做为建筑物的基础，早在五十年前便有人提出了这个设想，直到近些年才实现。它很像一个倒扣在地下的大碗。这个薄薄的大碗支撑着高大的铁塔或烟囱。采用这种薄壳基础，要比实心基础节约混凝土30～50％，还可以节约大批钢材。

如今我们在街上见到的宏大建筑物的薄壳屋顶，也都是拱结构，它们既轻便坚固，又节约材料，当然它们那流畅的、富于变化的屋顶更是美妙！

1、砌筑拱圈前，应根据拱圈跨径、矢高、厚度及拱架的情况，设计拱圈砌筑程序，砌筑时，须设置变形观测缝，随时注意观测拱架的变形情况，必要时对砌筑程序进行调整，控制拱圈的变形。

2、跨径小于等于10m的拱圈，当用满布式拱架砌筑时，可从两端拱脚起顺序向拱顶方向对称、均衡地砌筑，最后砌拱顶石。当用拱式拱架砌筑时，宜分段、对称地先砌筑拱脚和拱顶段，后砌1/4跨径段。

3、跨径10～20m的拱圈，不论用何种拱架，每半跨均应分成三段砌筑，先砌拱脚段和拱顶段，后砌1/4跨径段，两半跨应同时对称地进行。分段砌筑的拱段，其倾斜角大于砌块与模板间的摩擦角时，应在拱段下侧临时设置支撑，避免拱段滑移。

4、跨径大于等于20m的拱圈，一般采用分段砌筑或分环分段相结合的方法砌筑，必要时应对拱架预加一定的压力。分环砌筑时，应待下环砌筑合龙、砌缝砂浆强度达到设计强度的75%以上后，再砌筑上环。

5、多孔连续拱桥拱圈的砌筑，应考虑连拱的影响，制定相应的砌筑程序。

扩展资料：

一、特征

1、历史悠久(记载的最早的石拱桥“旅人桥”大约建成于公元282年)。

2、几乎到处都有(既多而且分布广）。

3、形式优美结构坚固大小不一。

4、施工技术巧妙绝伦。

二、分类

1、按拱圈受力分：推力式拱桥、无推力式拱桥。

2、按拱圈（肋）结构的材料分：石拱桥、拱桥。

3、按拱圈（肋）结构的静力图式分：无铰拱、双铰拱、三铰拱。前两者属超静定结构，后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台（墩），结构最为刚劲，变形小，比有铰拱经济，但桥台位移、温度变化或混凝土收缩等因素对拱的受力会产生不利影响。

因而修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承，铰可允许拱圈在两端有少量转动的可能。

结构虽不如无铰拱刚劲，但可减弱桥台位移等因素的不利影响。三铰拱则是在双铰拱顶再增设一铰，结构的刚度更差些，但可避免各种因素对拱圈受的不利影响。

参考资料来源：百度百科-石拱桥

因为没有具体的古代如何建造拱桥的建筑设计记载，所以我们要根据具体的古代实际科技水平和生产力水平去推测古代拱桥建造。

（一）拱桥的结构形式和受力特点。

拱桥在竖向荷载作用下，在合理的拱轴线条件下，拱作为受力杆件，应尽量避免主承轴向力、弯矩，从而充分发挥拱肋截面作为轴向受力构件的特点，高效地利用构件截面。既然我们知道拱是轴向受力构件，那么，在拱的末端，即在拱脚处，产生x和y力。因此，拱桥要解决的关键应力问题是拱肋本身和拱脚基础在水平力和垂直力作用下的强度，拱桥更体现在水平力上面，即拱桥最终应该是推力结构。

（二）中国古代拱桥的结构和建筑思想。

中国古代拱桥更多的是上承式拱桥，即桥面体系和传递结构在拱圈上方，即所谓的建筑物上拱，即所谓的上承式。桥面直接承受荷载，然后转移到拱环下面，最后转移到拱脚。

首先，拱肋是一种受压构件，古代的材料主要是木头和石头(我将主要讨论石拱桥，木拱桥算了)，石头是一种很好的砌筑材料，类似于现在的混凝土，由受压构件来选择好的砌筑材料，这就说明了古人在选材上的这一环节。

然后，关于提到的拱轴线弧度的问题，我也要解释一下，拱轴线的选择，在今天的主要靠，圆弧、二次抛物线、高阶曲线、悬链线等。有一个关键问题，这个问题提到了，为什么古代拱肋轴线弧度较大，因为弧度、拱肋效应，也就是说，压缩的特性可以反映出来。

最后，是基础的选择。众所周知，赵州桥的基础很好，这里所涉及的问题并不是拱桥所谓的独面，所谓的驳船冲刷，基础沉降，对赵州桥的控制很好，基础作为拱桥生命线是极其关键的